盾构开挖对桩基内力和变形的影响

方程诚，方诗圣

(合肥工业大学 建筑工程系，安徽 宣城 242000)

0 引言

我国各大城市正在兴建城市轨道交通，城市地铁隧道的挖掘施工工序复杂，而且易造成地表沉降，严重的会造成建筑物变形、开裂。地铁隧道开挖方法目前主要有盾构法、明挖法和浅埋暗挖法等。由于经济的持续发展，交通流量与日俱增，以前的隧道施工方法已不适应工程需求。盾构法安全性高、施工速度快、自动化程度高，不受雨雪天气的影响而且尤其适合在松软含水地层中施工[1]。并且盾构施工不会影响上部地表交通，因此盾构法被越来越多的用于城市地铁的修建。

在我国盾构法施工已经得到了广泛的应用，我国学者对于地铁开挖对周边环境的影响已经做了很多研究，但是这些研究主要集中在盾构开挖对地表沉降变形的影响[2-4]，对上部建筑物的影响研究比较少，对框架结构桩基的研究更少。大部分已有的研究主要采用二维有限元模型和三维有限元模型进行模拟，三维有限元模型考虑了结构与土体的共同的节点位移和相互之间的空间位置关系，因此本文采用三维有限元模型进行研究。[5-12]

本文对某6层框架结构下部桩基础进行系统的受力和变形研究，增进对地下桩基因为盾构沉降而产生内力变形甚至破坏的理解，从而更好的指导实际盾构施工和预防建筑物破坏。

1 建立三维有限元模型

1.1 有限元建模情况

三维有限元模型如图1所示

图1 三维有限元模型